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此外，黃飛團隊證明了在該聚合物中存在相干電荷輸運以及類似金屬的泡利磁矩和電磁屏蔽等特性。該材料在n型有機電化學(xué)晶體管和熱電發(fā)電機器件中展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，從而為這種n型導(dǎo)電高分子在有機電子學(xué)中的應(yīng)用鋪平了道路。

導(dǎo)電聚合物已經(jīng)在太陽能電池、傳感器和一些顯示技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。但目前已報道的絕大部分高性能導(dǎo)電聚合物展現(xiàn)出空穴占主導(dǎo)的傳輸特性（p型），而n型導(dǎo)電聚合物的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，主要表現(xiàn)為摻雜效率較低以及穩(wěn)定性較差。

為了實現(xiàn)高性能的n型導(dǎo)電聚合物，黃飛及其團隊經(jīng)過對聚合反應(yīng)以及摻雜進程精心設(shè)計，利用醌類氧化劑可逆的氧化還原特性，在以四甲基苯醌為氧化劑的條件下，首先利用氧化反應(yīng)實現(xiàn)苯并二呋喃二酮前驅(qū)體的脫氫聚合。隨著聚合程度的提高，生成聚合物的最低未占據(jù)軌道（LUMO）能級會顯著降低，而生成的四甲基氫醌又具有一定的還原性，從而在氧化聚合過程中同步實現(xiàn)對聚合物的還原性n型摻雜。

此外，帶電的共軛骨架和溶劑之間的強相互作用使無側(cè)鏈的PBFDO具有良好的溶解性。基于其超高的n型電導(dǎo)率和優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性，PBFDO在熱電器件和有機電化學(xué)晶體管的應(yīng)用上展示了良好的應(yīng)用前景，有望通過進一步的工藝改進實現(xiàn)市場化應(yīng)用。

據(jù)了解，目前，用于制備高導(dǎo)電率n型聚合物的單體高純度苯并二呋喃二酮已在企業(yè)實現(xiàn)批量生產(chǎn)和銷售。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05295-8